Las bacterias sobreviven a largos viajes llevadas por el viento y ponen en riesgo la salud en el lugar donde aterrizan

• Las bacterias transportadas en partículas de polvo llegan vivas y con actividad.
• El cambio climático podría aumentar las tormentas de polvo que las contienen.
• Esto plantea riesgos para la salud humana y la agricultura.

Lo esencial: un estudio del Instituto Weizmann en Israel revela que algunas bacterias viajan miles de kilómetros en partículas de polvo y, pese a las duras condiciones del trayecto, llegan vivas a su destino. Investigadores del laboratorio del profesor Yinon Rudich han encontrado que cerca del 10% de estas bacterias mostraban signos de vida en muestras del aire tomadas en plena tormenta de polvo, incluyendo patógenos peligrosos como Pseudomonas. Este hallazgo sugiere que las bacterias transportadas por el viento podrían amenazar la salud humana y la producción agrícola en áreas donde aterrizan.

Por qué importa: la posibilidad de que bacterias patógenas sobrevivan a largos viajes aumenta el riesgo de infecciones en humanos y animales y puede afectar la agricultura. Esto es especialmente relevante en contextos de cambio climático que incrementan la frecuencia y alcance de las tormentas de polvo.

• Los patógenos pueden afectar tanto a personas inmunodeprimidas como al ganado.
• Se podrían implementar advertencias sanitarias antes de las tormentas de polvo.
• El descubrimiento resalta la necesidad de monitorear la calidad del aire en áreas vulnerables.

*Este contenido fue producido por expertos del Instituto Weizmann de Ciencias, uno de los centros más importantes del mundo de investigación básica multidisciplinaria en el campo de las ciencias naturales y exactas, situado en la ciudad de Rejovot, Israel.

Debido a su diminuto tamaño, los microorganismos viajan por el mundo sin esfuerzo. Los vientos los transportan, posados sobre partículas de polvo y otras partículas suspendidas en el aire, a través de continentes y océanos. Los investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias y de otros lugares han documentado este movimiento de manera consistente mediante la secuenciación genética de muestras extraídas del aire.

Pero estos estudios dejaron abierta una pregunta crucial: ¿pueden esos microorganismos seguir funcionando cuando aterrizan (posiblemente afectando a humanos, animales y plantas, causando enfermedades o activando vías bioquímicas) después de circular durante días a grandes altitudes donde la humedad y las temperaturas son bajas y la radiación ultravioleta es fuerte?

Un nuevo estudio en el laboratorio del profesor Yinon Rudich en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra del Instituto Weizmann de Ciencias muestra que algunas de las bacterias entrantes están potencialmente vivas y pueden prosperar cuando descienden, un hecho que puede tener implicaciones para la salud pública y la agricultura.

“Salir al exterior durante una tormenta de polvo es perjudicial”, afirma Rudich. “Las tormentas de polvo pueden aumentar debido al cambio climático, por lo que saber que contienen bacterias vivas podría, en el futuro, dar lugar a advertencias sanitarias específicas antes de tales eventos. Por ejemplo, las personas con sistemas inmunológicos comprometidos o los agricultores que crían ganado podrían limitar su exposición o tomar otras precauciones”.

Israel y el Mediterráneo oriental, importantes encrucijadas de migraciones humanas desde el inicio de la civilización, son también una región especialmente adecuada para estudiar los viajes aéreos de microorganismos a través del polvo del desierto. Allí convergen masas de aire procedentes del Sahara, la península Arábiga, la frontera entre Irak y Siria y Europa, que transportan microorganismos a través del viento.

En el estudio, Burak Adnan Erkorkmaz, estudiante de doctorado en el laboratorio de Rudich, dirigió experimentos en los que los científicos primero tomaron muestras del aire atmosférico durante y entre tormentas de polvo, utilizando muestreadores de aire instalados en el techo de su laboratorio en el Instituto Weizmann. Pasaron las muestras recolectadas por filtros de diferentes tamaños y las analizaron para detectar ADN bacteriano.

Sin embargo, el ADN es una molécula resistente que a menudo permanece intacta después de que su propietario muere. Por ello, los investigadores analizaron también sus muestras en busca de ARN, moléculas de vida corta que se transcriben a partir del ADN celular para transferir su información. Una proporción alta de ARN respecto de ADN indicaría actividad genética en curso o muy reciente; en otras palabras, signos de vida real.

“Supusimos que si se detecta más ARN que ADN en determinadas bacterias, esto indicaría que las bacterias en cuestión están vivas o lo estuvieron hasta hace muy poco”, explica Erkorkmaz. Se centró en el ADN ribosómico y en un componente del ARN llamado 16S, que es único para cada tipo de bacteria y, por lo tanto, se utiliza para identificar las especies bacterianas.

Erkorkmaz y la Dra. Daniela Gat, también del laboratorio de Rudich, encontraron en sus muestras una gran cantidad de bacterias de distintos tipos, unas 5.000 en total. Tras la secuenciación del ARN, se consideró que aproximadamente el 10 por ciento de todas las bacterias estaban vivas.

Algunas de estas bacterias son patógenos conocidos (bacterias que causan enfermedades) en humanos, animales y plantas. Un género identificado en las muestras, Pseudomonas, tiene especies que pueden inducir infecciones tanto en humanos como en ganado. Otras son actores importantes en los procesos de las plantas y no son necesariamente patógenas. Sphingomonas, por ejemplo, es un género con especies que juegan un papel en la fermentación del vino. Un género que encontraron los investigadores, Methylorubrum, incluye especies que afectan la maduración y el sabor de las fresas.

El estudio también demostró que las partículas más grandes contienen bacterias más abundantes y diversas que las partículas más pequeñas. Esto podría afectar la forma en que los científicos evalúan los niveles de riesgo de las tormentas de polvo, ya que las evaluaciones actuales clasifican a las partículas más pequeñas como más peligrosas porque penetran más profundamente en los pulmones.

La mayor concentración de bacterias en partículas grandes también nos da una pista sobre cómo sobreviven a su peligroso viaje. Es probable que se adhieran al polvo mineral o se aglomeren formando agregados que las protegen de los elementos, de forma similar a cómo las bacterias en otros entornos hostiles quedan recubiertas por lo que se denomina biopelículas. De hecho, Erkorkmaz descubrió que las bacterias que mostraban una alta probabilidad de estar vivas eran las que se sabe que forman biopelículas en la naturaleza.

El equipo de investigación identificó el origen de las bacterias analizando las trayectorias del viento durante hasta siete días durante una tormenta de polvo, incluso comparando imágenes satelitales de tormentas de polvo en movimiento con las fechas en las que el equipo recogió sus muestras. La composición bacteriana de las muestras difería según el lugar de origen del polvo.

A diferencia de la mayoría de las personas, que tratan de evitar las tormentas de polvo, Erkorkmaz pasó meses persiguiendo estos fenómenos meteorológicos mediante pronósticos. Desafortunadamente, para él, muchas tormentas de polvo durante el período de investigación ocurrieron los fines de semana, lo que lo hizo subir al techo en días que no tenía, a menudo a horas extrañas de la noche.

Pero la vista no era mala y, lo que es más importante, la inversión valió la pena, afirma Erkorkmaz. Los hallazgos, explica, “arrojan nueva luz sobre los tipos de impactos ecológicos que pueden producir las bacterias transportadas por el viento”.

El profesor Yinon Rudich es director del Instituto Ilse Katz de Ciencias de los Materiales e Investigación de Resonancia Magnética, del Instituto Helen y Martin Kimmel de Investigación de Resonancia Magnética y del Centro de Investigación Nancy y Stephen Grand de Sensores y Seguridad. Su investigación también cuenta con el apoyo del Instituto Henry Chanoch Krenter de Imágenes Biomédicas y Genómica y del Instituto Dr. Barry Sherman de Química Medicinal.